[發(fā)明專利]一種利用鋰皂石合成SAPO-34分子篩的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910852461.4
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN110451518B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣榮立;陳學(xué)帥;周子涵;王興文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C01B37/08
• 分類號: C01B37/08;C01B39/54
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 郝偉揚

本發(fā)明提供了一種利用鋰皂石合成SAPO?34分子篩的制備方法，包括以下步驟：（1）將鋰皂石納米粒子用去離子水潤脹、分散，制得鋰皂石分散液；（2）將有機模板劑、鋁源、磷源加入水中混合后攪拌，將由步驟（1）制得的鋰皂石分散液作為硅源加入繼續(xù)攪拌，得到初始凝膠；（3）將由步驟（2）制得的初始凝膠加入到反應(yīng)釜中水熱晶化，冷卻至室溫，得到分子篩原粉，將原粉洗滌至中性，放置烘箱中干燥，最后置于馬弗爐中煅燒，得到SAPO?34分子篩。本發(fā)明中的硅源全部由鋰皂石提供，鋰皂石無需經(jīng)過焙燒、酸堿處理，做到了粘土礦物直接合成沸石分子篩，合成周期較短。本發(fā)明拓寬了分子篩的合成原料范圍、提高了鋰皂石產(chǎn)品的附加值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分子篩制備領(lǐng)域，具體涉及一種利用鋰皂石為原料提供合成SAPO-34所需的全部硅源合成SAPO-34分子篩的方法。

背景技術(shù)

沸石分子篩作為一種多孔晶體催化材料，具有獨特的分子擇形性能、優(yōu)異的催化性能以及高水熱穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域。具有CHA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的硅磷酸鋁分子篩SAPO-34，在甲醇制烯烴(MTO)反應(yīng)中展示出優(yōu)異的催化性能，在工業(yè)催化領(lǐng)域引起廣泛的關(guān)注。

鋰皂石屬于2：l型結(jié)構(gòu)的、可膨脹的含水層狀硅酸鹽，其結(jié)構(gòu)是由兩層硅氧四面體夾一層鎂氧八面體構(gòu)成，其中一部分鎂被鋰置換。鋰皂石具有優(yōu)越的凝膠性能，呈現(xiàn)出良好的觸變性、增稠性、懸浮性、化學(xué)穩(wěn)定性、交換性、吸附性、衛(wèi)生安全性等性能，所以鋰皂石可以被廣泛應(yīng)用于建材、食品、日用化工、納米材料、催化劑等領(lǐng)域，具有極高的等經(jīng)濟利用價值。

目前，傳統(tǒng)SAPO-34分子篩的合成主要使用工業(yè)化工原料，通過添加有機模板劑，在水熱條件下晶化合成。原料的種類對合成過程和結(jié)果影響比較大，分子篩的性能隨著使用原料的不同有著很大的差異。目前以粘土礦物為原料合成沸石分子篩的研究已成為沸石分子篩合成領(lǐng)域的熱點。CN103771452A公開了一種用蒙脫土制備β 分子篩，作為分子篩的合成原料蒙脫土需經(jīng)過堿處理或高溫焙燒。CN109336129A公布了一種伊利石無模板合成多級孔ZSM-5分子篩的方法，伊利石經(jīng)過球磨、酸洗后作為原料可制備出性能優(yōu)異的ZSM-5分子篩。CN105800645A提供一種利用天然礦物制備SAPO-31分子篩的方法。該方法以天然礦物為原料，將原料經(jīng)過活化處理，通過補充鋁源、磷源、硅源、有機模板劑等物料制備得到SAPO-31分子篩。上述方法中采用高溫煅燒，堿熔、酸堿活化處理粘土礦物，粘土礦物的晶體結(jié)構(gòu)被破壞，只有部分硅源被利用，此外，高溫煅燒、酸堿了處理產(chǎn)生了大量的廢液與能耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種利用層狀粘土直接合成沸石分子篩的方法，利用鋰皂石為原料提供SAPO-34分子篩所需的硅源、無需經(jīng)過酸浸、堿熔或者高溫焙燒，保持著原有的晶體結(jié)構(gòu),真正做到了礦物類粘土直接合成SAPO-34分子篩。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種利用鋰皂石合成SAPO-34分子篩的方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）將鋰皂石納米粒子用去離子水潤脹、分散，制得鋰皂石分散液；

（2）將有機模板劑、鋁源、磷源加入水中混合后攪拌，將由步驟（1）制得的鋰皂石分散液作為硅源加入繼續(xù)攪拌，得到初始凝膠；

（3）將由步驟（2）制得的初始凝膠加入到反應(yīng)釜中水熱晶化,冷卻至室溫，得到分子篩原粉，將原粉洗滌至中性，放置烘箱中干燥，最后置于馬弗爐中煅燒，得到SAPO-34分子篩。

作為改進，在步驟（1）中，在室溫下潤脹、分散2～14天；在30-60℃條件下潤脹、分散2～4天。

作為改進，在步驟（1）中，鋰皂石分散液的濃度為2wt%～8wt%。

作為改進，在步驟（2）中，鋁源與磷源的摩爾比為0.5～1，有機模板劑與磷源的摩爾比為1～5，水與磷源的摩爾比為10～50，硅源與磷源的摩爾比為0.1～0.8。